Riferimenti Contractror Contesto Approccio e soluzioni Keywords

TECNO IN – GEOSOLUTIONS - CASE HISTORY
TECNO IN – GEOSOLUTIONS - CASE HISTORY
LE TECNICHE BUILDING INFORMATION MODELING - B.I.M.
APPLICATE AL DECOMMISSIONING ED AL REVAMPING DI STRUTTURE INDUSTRIALI
RILIEVO LASER SCANNER 3D E MODELLAZIONE PARAMETRICA DI UN IMPIANTO
INDUSTRIALE
B.I.M. è l'acronimo di “Building Information Modeling”
(Modello di Informazioni di un Edificio) ed è definito dal National
Institutes of Building Science come la “rappresentazione
digitale di caratteristiche fisiche e funzionali di un oggetto”.
Il B.I.M. (inteso come data mining) proposto in questo articolo è
l'insieme di tecniche e metodologie che hanno per oggetto
l'estrazione, attraverso metodi automatici o semi-automatici, di
una informazione a partire da grandi quantità di dati e l'utilizzo
scientifico, industriale o operativo di queste informazioni.
Il processo “integrato” può essere sintetizzato dei seguenti punti:
Riferimenti
Lucio Amato Direzione Tecnica
Tomaso Giannotti
Contractror
Oil & Gas contractors
ENI S.p.A.
Contesto
Siti industriali
Approccio e soluzioni
Rilievo in sito
Rilievo laser scanner 3D
Acquisizione delle specifiche di cantiere
Rilievo delle caratteristiche dei componenti di impianto
Modellazione parametrica
Strutture, linee di tubazioni ed apparecchiature
Export dati
Modello 3D parametrico
Technical Data Sheet, elaborati 2D
Schemi di calcolo per verifiche strutturali
La tecnologia di scansione 3D,
implementata da un sistema di
restituzione parametrico,
costituisce uno strumento
imprescindibile nel campo dei
rilievi d’impianti industriali.
Dal modello numerico reale
(pointclouds), nel quale ogni
elemento è distinto per
dimensioni, materiali e
caratteristiche intrinseche,
l’estrazione di informazioni è
immediata e scevra dall’uso di
software dedicati. Infine,
l’applicazione della 4^ e 5^
dimensione facilita il controllo
della fasi operative, durante il
corso dei lavori fino al loro
completamento, monitorando, in
tempo reale, tempi e costi.
Keywords
Laser Scanner tridimensionale
B.I.M.
Building Information Modeling
Decommissioning
Siti industriali
Fig. 1. Modellazione parametrica dell’impianto.
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San Donato Milanese (MI)
20097 - Via Marcora, 52
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Napoli
80142 - II Trav. S. Anna alle Paludi, 11
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Le fasi posso essere sintetizzate nei seguenti punti:
RILIEVI IN SITO
L’elevata risoluzione, la completezza e la precisione dei dati di scansione 3D supportano flussi di lavoro
normalmente non contemplati dai tradizionali metodi di analisi. Le indagini tradizionali sono
generalmente caratterizzate dalla presenza di lacune, in special modo quando lo stato di fatto non
coincide con la situazione a disegno. Nella documentazione di scansione, queste lacune vengono colmate
con precise immagini 3D foto realistiche (foto
(
solide)) e con modelli stratificati di dati di misurazione
intelligente, relativi alle linee di tubazioni,
tubazioni, alle apparecchiature, alle coibentazioni, alle strutture portanti,
o ad altre zone. I rilievi as-built che si avvalgono di tecnologia laser scanner generano dunque “nuvole
“
di
punti” (pointcloud)) molto dettagliate che, importate in software specifici, consentono
consentono la modellazione
tridimensionale per diversi scopi, quali ad esempio la configurazione di impianti industriali.
Preliminarmente alle operazioni di rilievo viene acquisita tutta la documentazione storica del sito. Le
caratteristiche materiche degli elementi rilevati mediante le scansioni laser vengono acquisite mediante
osservazione diretta. In particolare,
particolare si effettua una catalogazione visiva dei materiali costituenti le
strutture e gli impianti integrata dalla misura degli spessori eseguita con metodi
metodi diretti e/o indiretti.
MODELLAZIONE TRIDIMENSIONALE PARAMETRICA
La modellazione tridimensionale parametrica è il frutto di un unico processo integrato, caratterizzato
dalla combinazione dei dati estratti dal rilievo laser scanner 3D, dalla acquisizione delle specifiche
d’impianto e dal rilievo delle caratteristiche tecniche desunte in cantiere. Con l’ausilio di software di
progettazione impiantistica, basati sulla catalogazione di parti standard,
standard i singoli elementi strutturali ed
impiantistici
ci vengono modellati e parametrizzati con tutte le informazioni tecniche desunte in sito.
EXPORT DATI
Il modello parametrico intelligente fornisce la piattaforma grafica ideale per il controllo e la verifica sia
delle strutture (member, stair, ladder, grating,
grating, etc.), che dei singoli elementi dell’impianto (equipment,
pipe, valve, flange, elbow, etc.). Ogni singolo elemento è interrogabile e attraverso le sue proprietà si
leggono le caratteristiche tecniche (dimensionali e materiche).
Il T.D.S. (database associato
ssociato al modello tridimensionale parametrico)
parametrico) rappresenta un elaborato analitico,
facilmente interrogabile, in cui sono espresse le quantità e le caratteristiche dei singoli elementi
dell'impianto e della struttura. L’utilizzo dei filtri applicati al database,
database, facilita ed agevola la consultazione
e la conseguente estrazione di dati totali e parziali, inerenti le parti strutturali e le componenti di
impianto.
Il tutto è condivisibile sul web, mediante l’uso di un servizio di cloud computing.
computing E’ possibile, in tal modo,
visualizzare e interrogare il dato, e consultare le caratteristiche tecniche dei singoli elementi che
compongono l’impianto.
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Fig. 2. Fasi di rilievo ed elaborazione.
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CASE HISTORY
L’area industriale rilevata è costituita da impianti obsoleti e oggetto di dismissione.
La particolarità di tale sito consiste nel fatto che l’impianto presenta al suo interno residui di lavorazione
fortemente inquinanti.
Gli impianti industriali costituiscono spesso realtà complesse e pericolose laddove la prima regola di
sicurezza consiste nel limitare il tempo di esposizione al rischio per gli addetti.
È questo il caso in cui la maggior parte degli elementi presenti all’interno del sito sono stati contaminati
dalla permanenza dei fosfogessi e dai fanghi presenti all’interno degli apparati.
È stata rilevata la presenza di radioattività, per cui avvalendosi di appropriati DPI, per cui oltre al
classico rilievo metrico, effettuato con tecnologie Laser Scanner, è stata effettuata una vera e propria
schedatura e classificazione di tutti i componenti dell’impianto, al fine di progettare un sicuro intervento
di demolizione.
Fig. 3. Rilievo in sito e classificazione delle apparecchiature con loro caratteristiche radiometriche.
L’individuazione e la valutazione dei rischi sono attività fondamentali sia nella fase di progettazione di un
impianto, sia nella fase di adeguamento e di decommissioning.
La possibilità di determinare sul modello digitale le aree a maggior rischio per gli operatori, facilita la
progettazione dell’intervento.
Il rilievo Laser Scanner 3D, integrato dalla lettura in sito delle caratteristiche materiche, geometriche e
meccaniche dei componenti, confluisce in un unico database, suddiviso per tipologie di elementi rilevati.
La consultazione per filtri di selezione pre-impostati, facilita l’interrogazione e l’estrazione di dati parziali
e totali.
Il modello parametrico intelligente (associato al database) fornisce la piattaforma grafica ideale,
navigabile attraverso differenti thin client (pc desktop, tablet e smartphone), per il controllo e la verifica
sia delle strutture (member, stair, ladder, grating, etc.), che dei singoli elementi dell’impianto (pipe,
valve, equipment).
La selezione per tipologia consente la visualizzazione e la lettura delle caratteristiche tecniche
(dimensionali e materiche) di ogni singolo elemento.
I modelli intelligenti consentono la modellazione accurata degli abachi di costruzione 4D, rendendo
così possibile la visualizzazione in anteprima dei progetti di decommissioning, verificandone tempi, costi
e interferenze durante le fasi di cantiere.
Il modello realizzato è perfettamente compatibile con le più comuni piattaforme CAD ed è condivisibile
sul web, mediante l’uso di un servizio di cloud computing. E’ possibile, in tal modo, visualizzare e
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interrogare i modelli 3D, nella loro interezza oppure in singole partizioni e consultare le caratteristiche
tecniche dei singoli elementi che compongono l’impianto (Pipe
(
e Equipment).
La condivisione online
ine consente la creazione di un singolo modello coordinato e offre la piattaforma
ideale per i workflow interdisciplinari.
Fig. 4. Layout definitivi con rappresentazione delle fasi temporali di demolizione (foto a destra).
Fig. 5. Modellazione parametrica dell’impianto,
si noti all’interno dei serbatoi, la presenza di volumi rappresentativi dei residui di lavorazione.
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Nella tabella seguente, si riporta un esempio degli elementi rilevati e censiti con Building Information
Modeling.
Materiale
Tipologia
n°
Lungh
(m)
Area
(m2)
Volume
netto
(m3)
Volume
lordo
(m3)
Peso
(t)
8697
25668
3899
326
21132
2668
11696
6013
12819
14724
115
115
62
375
375
491
11482
11482
0
5
54
14
metalli da recupero
acciaio
materiale misto da
demolizione strutture civili
cls armato e murature
motori e pompe
acciaio al carbonio e
acciaio inox
materiali isolanti
amianto, mattoni
antiacido ebanite, etc.
residui di lavorazione
industriale
fanghi, fosforite,
fosfogessi, etc
53
materiali plastici
vetroresina, gomma,
guaina bituminosa
26
376
59
1091
11323
850
820
Il processo descritto è propedeutico al progetto di decommissioning di siti industriali dismessi e deve
consentire ai progettisti incaricati di pianificare una dettagliata procedura degli interventi di demolizione
e delle successive operazioni di smaltimento e/o riciclo dei prodotti residuali.
Fig. 6. Modellazione parametrica tridimensionale dell’impianto.
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Direzione Tecnica Lucio Amato
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